JP4610718B2 - 情報入出力装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、情報入出力装置に関し、特に、データを記録可能なICモジュールを内蔵した非接触情報媒体と非接触で通信可能な情報入出力装置に関する。「ICモジュールを内蔵した非接触情報媒体」とは、ICチップを含むICモジュールを情報記録媒体として備え、情報入出力装置を含む外部装置と非接触に交信する媒体であって、非接触であれば電波の波長を問わず、また通信の距離も問わない。
【0002】
ICチップ又はICモジュールを内蔵した非接触情報媒体の典型的なものは、例えば、電磁波やマイクロ波を利用して外部装置と交信する非接触ICカードである。なお、本明細書においては、「ICカード」は、スマートカード、インテリジェントカード、チップインカード、マイクロサーキット(マイコン)カード、メモリーカード、スーパーカード、多機能カード、コンビネーションカードなどを総括している。また、ICチップを内蔵した非接触情報媒体はその形状がカードに限定されるものではない。従って、それはいわゆるICタグも含む。ここで、「ICタグ」は、ICカードと同様の機能を有するが、切手サイズやそれ以下の超小型やコイン等の形状を有する全ての情報記録媒体を含むものである。
【0003】
本発明の情報入出力装置は、通信距離が、例えば、0乃至数ミリと比較的短い特に電磁誘導を利用した密着型の非接触情報媒体に使用されるリーダライタとして好適である。但し、情報入出力装置の交信相手は必ずしもICを備えた非接触情報媒体に限定されず、少なくともリーダライタと交信可能なアンテナを備えていればよい。例えば、リーダライタの交信相手は、コイルとコンデンサからなり、非接触ICカードの通信距離を延長するブースターであってもよい。
【0004】
【従来の技術】
リーダライタは、ICカードやICタグなどの非接触情報媒体との通信方法に従って接触型と非接触型に分類することができる。このうち、非接触型は、ICカードとの接点がないので接触不良がなく、ICカードがリーダライタから数cm乃至数十cm離れた移動使用を可能にし、汚れ、雨、静電気に強いなどの特徴があり、非接触情報媒体と共に今後ますますその需要は高まるものと予想されている。
【0005】
非接触ICカードは、リーダライタから受信した電磁波から電磁誘導によって動作電力を得ると共にリーダライタとの間でデータを交換する。非接触ICカードは、アンテナ(例えば、アンテナコイル)とICチップとを別個独立の部材として有する。アンテナはリーダライタと電波を送受信する。ICチップは不揮発性メモリなどを含み、アンテナと電気的に接続されている。この種の非接触ICカードの実装は、微小なICチップの端子とアンテナとを電気的に接続する技術的困難性を伴うと共に、接続点は可撓性のあるカードに加わる応力により断線を引き起こしやすい。また、ICチップ及びアンテナを保持するために基板が必要となるためICカードのコストアップをもたらす。更に、電気的接続とアンテナ、ICチップの動作確認の検査はカードにICチップとアンテナを実装して両者を接続してからでなければ行えないために製造効率が悪い。
【0006】
そこで、近年、構成要素の小型化、多機能化の要請からアンテナコイルをICチップに内蔵(オンチップ化)するコイルオンICチップが提案されている。コイルオンICチップはウェハレベルでアンテナコイルとICチップが電気的に接続されているために上述の実装上の問題が少ないという長所を有する。また、コイルオンICチップは非接触情報媒体の小型化と様々な形状に加工されることを有することができる。特に、今後は、リーダライタを従来のクレジットカード的機能に限定されないパーソナルコンピュータの機能拡張装置として機能することが期待されるため、非接触情報媒体の形状はカードに限定されず、小型化、操作性、保守性、美観、ユーザーの嗜好などを追及して多種多様の形状に加工する場合が多いと考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のリーダライタは、通信距離が数ミリと短い密着型の非接触情報媒体(例えば、上述のコイルオンICチップを組み込んだ非接触情報媒体)とは十分なデータ通信を行えないという問題を有していた。リーダライタは、数cm乃至数十cmと比較的長い通信距離を有する非接触情報媒体とは離間して交信するが、密着型の非接触情報媒体とは密着するだけでなく両者のアンテナが数ミリオーダーで正確に位置決めされることが必要である。このため、位置決めの困難性からコイルオンICチップの実用化は進んでいないのが現状であった。
【0008】
また、従来のリーダライタは、密着型の非接触情報媒体の形状に対して自由度が少ないという問題も有していた。通信距離が比較的長い従来の非接触情報媒体はリーダライタと離間して交信するために非接触情報媒体の形状はあまり問題とはならないが、密着型の非接触情報媒体は一般に小型化が可能であるために様々な形状を有することができる。しかし、その形状(例えば、コイン型)によってはリーダライタに対する位置決めと密着が更に困難になる。もちろん、従来のリーダライタは、異なる形状を有する複数種類の密着型の非接触情報媒体には対応することができなかった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、このような従来の課題を解決する新規かつ有用な情報入出力装置を提供することを例示的な概括的目的とする。
【0010】
より特定的には、本発明は、密着型の非接触情報媒体と確実に、好ましくは、媒体の形状に対して所定の自由度をもって、通信することが可能な情報入出力装置を提供することを例示的目的とする。
【0011】
かかる目的を達成するために、本発明の例示的一態様としての情報入出力装置は、本体に、非接触情報媒体と情報交換をするためのアンテナ部を有し、各々内部の所定位置に通信用アンテナを内蔵した2種類の挿入方向の長さが異なる第1の非接触情報媒体及び第2の非接触情報媒体との情報交換をすることができる情報入出力装置であって、前記非接触情報媒体が装置に挿入された状態において、前記アンテナ部が前記第1の非接触情報媒体における通信用アンテナの内蔵位置に対向するように、前記第1の非接触情報媒体の外周部の少なくとも一部と係合し、前記第1の非接触情報媒体の挿入方向の位置を規制する第1の位置規制手段と、前記アンテナ部が前記第2の非接触情報媒体における通信用アンテナの内蔵位置に対向するように、前記第2の非接触情報媒体の外周部の少なくとも一部と係合し、前記第2の非接触情報媒体の挿入方向の位置を規制する第2の位置規制手段と、を設けたことを特徴とする。かかる情報入出力装置は、第1及び第2の位置規制手段により、挿入方向の長さが異なる第1及び第2の非接触情報媒体と通信することができる。特に、情報入出力装置は、密着型として構成された非接触情報媒体とも確実に交信することができる。前記第1及び第2の非接触情報媒体は、カード形状およびトークン形状であってもよい。
【0014】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例により明らかにされる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の情報入出力装置の例示的一態様としてのリーダライタ100を説明する。なお、添付図面の各図において、同一の参照番号を付した部材は同一部材を表すものとし、重複説明は省略する。リーダライタ100は電子機器の一例であるノート型パーソナルコンピュータ(以下、「ノート型パソコン」という。)300に接続され、非接触ICカード202及びコイン型の非接触ICタグ204(なお、以下、「非接触情報媒体200」は両者を総括するものとする。)の両方と交信することができる。従って、本実施例では、リーダライタ100は例示的にノート型パソコン300の機能拡張装置として機能する。ここで、図1は、リーダライタ100、非接触情報媒体200及びノート型パソコン300からなる通信システム1を示す概観斜視図である。
【0016】
リーダライタ100は、図1及び図2に示すように、筐体10と、収納部40及び50と、ランプ62及び64と、スイッチ72と、ゴムパッド80と、コード98とを有する。筐体10は、例えば、プラスチックから形成され、図3乃至図5に示すように、表カバー20と裏カバー30とから構成され、底部には例示的に4つのゴムパッド80を各コーナーに有する。ここで、図2はリーダライタ100の正面図である。図3はリーダライタ100の側面図である。図4はリーダライタ100の断面図である。図5はリーダライタ100の裏カバー30の裏面図である。
【0017】
代替的に、筐体10は、ノート型パソコン300のキーボードと一体的に構成されたり、拡張ユニットとして構成されたりしてもよい。また、本実施例とは異なるその他の電子機器(PDA、ハンドヘルドパソコン、ウェアラブルコンピュータ、テレビ、携帯電話、ゲーム機など)の本体又は付属部品(例えば、テレビのリモコン)と一体的に構成されてもよい。
【0018】
表カバー20と裏カバー30とはねじその他の接続部材により接続されている。表カバー20は、図2に示すように、収納部40及び50と、ランプ62及び64と、スイッチ72とを有する。
【0019】
収納部40は、非接触ICカード202と部分的に係合すると共に部分的にそれを収納する。これにより、収納部40は、後述するリーダライタ100のアンテナ部120が非接触ICカード202のICチップ210と交信することができる所定位置に、非接触ICカード202を位置決めする。同様に、収納部50は、非接触ICタグ204と部分的に係合すると共に部分的にそれを収納する。これにより、収納部50は、後述するリーダライタ100のアンテナ部120が非接触ICタグ204のICチップ210と交信することができる所定位置に、非接触ICタグ204を位置決めする。
【0020】
後述するように、非接触ICカード202の厚さ(本実施例では0.76mm)は非接触ICタグ204の厚さ(本実施例では1.5mm)よりも薄く、非接触ICカード202の前面の面積(大きさ)(本実施例では縦54mm×横85.6mm)は非接触ICタグ204の前面の面積(大きさ)(本実施例では15mm×15mm×π)よりも大きい。
【0021】
図16は、収納部40にカード202を収納した状態と、収納部50にタグ204を収納した状態を示す概略断面図である。リーダライタ100の通信部110は、アンテナ142を利用して、非接触情報媒体200のコイルオンICチップ250と交信することができる。図1及び図16においては、通常は、収納部40及び50にはカード202とタグ204を同時に挿入しないが、図17は、収納部40aと50aとが離間しているリーダライタ100aの概略断面を示している。図17においては、通信部110は、2種類の非接触情報媒体202及び204と同時に交信することができる。例えば、非接触ICカード202に電子マネーを格納しておき、非接触ICタグ204にインターネットサイトにアクセスするためのホームページのアドレスを格納して電子商取引を効率よく行う場合に利用することができる。
【0022】
図2に点線で示すように、収納部40の輪郭42はカード形状に対応してほぼ長方形状であり、収納部50の輪郭52はコイン形状に対応してほぼU字形状を有する。図2及び図3に示すように、収納部40の前面に収納部50が形成され、収納部40の厚さは収納部50の厚さよりも小さい。図2における1点鎖線は非接触ICタグ204が挿入された様子を示している。もっとも、図18に示すように、収納部40をU字形枠46から構成してカード202の収納を許容し、収納部50をV字形枠56から構成してタグ204の収納を許容してもよい。ここで、図18は、図2に示す収納部40及び50の変形例の概略透視平面図である。
【0023】
収納部40及び50は部分的に共通な凹凸面44を有する。凹凸面44は、非接触ICカード202やタグ204のリーダライタ202への円滑な着脱を容易にする。
【0024】
ランプ62及び64(以下、「ランプ60」で総括する。)はリーダライタ100の状態を示すために設けられる。選択的に、リーダライタ100は図示しない液晶パネルなどを有して非接触ICカード202及びタグ204のデータを表示してもよい。ランプ62は、リーダライタ100が非接触ICカード202及びタグ204と通信動作中であるかどうかを表示すると共に、動作エラーが発生したかどうかを表示する。ランプ62は通信動作中と動作エラー中を区別して表示することができる。例えば、ランプ62は、通信動作中に点灯して動作エラー発生時には点滅したり、通信動作中と動作エラー発生時で異なる点灯色を利用したりするなどである。選択的に、ランプ62は通信動作中と動作エラーのそれぞれを表示可能な2つのランプに分割されてもよい。ランプ64は、リーダライタ100に電源が供給されている場合に点灯し、電源がオフされると消灯する。ランプ64はランプ62と異なる色、点灯方法を使用してもよい。ランプ60の代わりに液晶パネルやスピーカーなどを利用することもできる。
【0025】
スイッチ72は、図5に示すように、ばね74、押え板76及び解除装置78と協同して、ポップアップ機構70(図示せず)を形成する。スイッチ72は、収納部40及び50に挿入された非接触ICカード202及びタグ204に係合し、押え板76を介して表カバー20に固定されたばね74による弾性力に抗して下降し、図4に示す破線部分に移動して解除装置78の突起79を押圧する。この結果、リーダライタ100は、非接触ICカード202又はタグ204の挿入を検知することができる。データ交信後は、解除装置78の突起79が飛び出してスイッチ72を原位置に戻す。同時に、スイッチ72はばね74により上昇し、非接触ICカード202又はタグ204を取り外しが便宜なように突出させる。
【0026】
代替的に、図19及び図20に示すように、非接触ICタグ204(非接触ICカード202も同様であるので図示は省略している。)を支持する押え板48に切り欠き47を形成して、切り欠き47に指を挿入して手動で非接触ICタグ204を収納部40bに、及び、収納部40bから着脱してもよい。ここで、図19は、収納部40の変形例としての収納部40bの概略透視平面図である。図20は、収納部40bの断面図である。
【0027】
コード98は、本実施例では、USBコードであるがRS232Cその他のコードであってもよい。もちろん使用される電子機器又はその付属装置に従ってコード98(及びコネクタ)は変化することはいうまでもない。
【0028】
リーダライタ100は、図4、図6及び図7に示すように、通信部110を有する。ここで、図6は通信部110の構成を示す概略ブロック図であり、図7は通信部110のより具体的な構成を示すブロック図である。
【0029】
通信部110は、図6に示すように、制御インターフェース部120とアンテナ部140とを有しており、両者はケーブル130により接続されている。ここで、通信部110は、キャリア周波数fcを有する電波Wを非接触情報媒体200へ送信及びから受信し、無線通信を利用して非接触情報媒体200と交信する。電波Wは任意の周波数帯のキャリア周波数fc(例えば、13.56MHz)を使用することができる。通信部110は、制御インターフェース部120を介してノート型パソコン300に接続されているが、上述したように、ノート型パソコン300以外の電子機器(デスクトップ型パソコンやPDAなど)に接続されてもよい。
【0030】
制御インターフェース部120は、送信回路(変調回路)122と、受信回路(復調回路)124と、コントローラ126とを内蔵している。送信回路122は、ノート型パソコン300からのデータを、キャリア周波数fcを利用して変調することにより、伝送信号に変換してアンテナ部140に送信する。変調方式は、当業界で利用可能な変調方式を利用することができる。
【0031】
受信回路124はアンテナ部140を通じて非接触情報媒体200から受信した信号を基底帯域信号に変換してデータを得て、ノート型パソコン300に送信する。送信回路122と受信回路124は、実際の回路では、図7に示すように、複数の駆動回路150及び152に接続されており、これらの駆動回路によって駆動される。なお、当業者は、送信回路122、受信回路124及び駆動回路150及び152の動作や構成を容易に理解して実現することができるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【0032】
以下、図8及び図9を参照して、IDカードとして例示的に具体化された非接触ICカード202を説明する。ここで、図8は、非接触ICカード202の概略平面図である。図9は、非接触ICカード202の拡大断面図である。
【0033】
非接触ICカード202は、個人識別情報212等(但し、「個人」は人間に限定されず、広く動植物、建築物、製品などを含む。)と不可視情報(例えば、不可視バーコード220)とを有し、様々な多目的用途が見込まれている。これらの分野には、金融(キャッシュカード、クレジットカード、電子マネー管理媒体、ファームバンキング、ホームバンキングなど)流通(ショッピングカード、プリペイドカード、ポイントカード、商品券など)、各種の会員券(ホテル、航空会社、ゴルフ場、レストランなど)、医療(診察券、健康保険証、献血カード、健康手帳、健康情報を格納した医療カードなど)、交通(ストアードフェア(SF)カード、回数券、免許証、定期券、航空券、高速道路カード、駐車場カード、パスポートなど)、保険(保険証券など)、証券(証券など)、教育(学生証、成績証など)、各種会員証、企業(社員証や保管室などへの入退出許可カードなどのIDカードなど)、行政(印鑑証明、納税カード、住民票など)などが含まれる。
【0034】
図8を参照するに、非接触ICカード202は、下地模様211と、顔写真212と、カード発行者情報214と、カード発行者ロゴマーク216と、ID番号218と、不可視バーコード220と、コイルオンICチップ250を例示的に有する。非接触ICカード202はクレジットカードと同一寸法を有するいわゆるISO(国際標準化機構:International Organization for Standardization)サイズ(縦54mm、横85.6mm、厚さ0.76mm)を有するが、その形状、寸法はこれに限定されるものではなく用途に合わせた任意の形状(例えば、ペンダント形状、コイン形状、キー形状、タグ形状など)を有することができる。また、図8に示す構成要素211乃至218は白黒又はカラーを問わない。
【0035】
下地模様211は、写真、絵画、アニメーションなどの所望の模様か無模様として構成される。顔写真212とID番号218(会員番号、クレジットカード番号など)、は必ずしもIDカード210の必須の構成要素ではない。カード発行者情報214は、例えば、ホテル名、航空会社命、クレジットカード会社名、学校名などであり、カード発行者ロゴマーク216は航空会社などのロゴマークなどを表示している。また、カード発行者情報214は、必要があれば、カードのレベル(ゴールド会員、プラチナ会員など)を含むと共に、提携会社(例えば、提携クレジット会社、提携航空会社、提携ホテル系列など)を含んでいてもよい。その他、必要に応じて、非接触ICカード202はカードの有効期間などの情報やその他のマーク(ホログラム、サインパネル、刻印、ホットスタンプ、画像プリントなど)を含むことができる。本発明の情報媒体はエンボスを排除する趣旨ではないが、本実施例のID番号218はエンボスではなく印刷によって形成されている。
【0036】
不可視バーコード220は、本実施例では蛍光体によって印刷され、通常、連続番号か1枚1枚異なる独自の番号が付される。なお、必要があれば、不可視バーコード220はバーコード以外のマーク、文字、記号などの不可視情報と置換されてもよい。蛍光体は光や電子などによりエネルギーを与えられると励起状態になり、基底状態に戻る際に光としてエネルギーを放出する。本発明の蛍光体は、励起及び発光において紫外線、赤外線及び可視光のいずれも使用することができるが、本実施例では例示的に励起及び発光が共に人間の目には見えない赤外線型を使用している。
【0037】
赤外線のように波長が長いと印刷物やフィルムなどを透過しやすい。従って、不可視バーコード220上に印刷を施しても発光強度はほとんど低下しない。但し、不可視バーコード220上にカーボンなどの赤外線吸収印刷物を配置すると赤外線を吸収するために赤外線を吸収しない印刷物が配置されることが好ましい。
【0038】
次に、図10及び図11を参照して、不可視バーコード220の読み取りの原理を説明する。ここで、図10は、不可視バーコード220の読み取り原理を説明するための概略斜視図である。図11は、読み取られた不可視バーコード220の信号の一例を示すチャートである。不可視バーコード220は、図10に示すように、LEDなどの光源502とフォトダイオードなどの検出器504により検出することができる。光源502から不可視バーコード220に励起光を照射すると蛍光体の部分からは発光するが蛍光体のない部分からは反射光しか戻ってこない。反射光は検出器504の前面に設けられた光学フィルタ505でカットして蛍光だけを読み取る。不可視バーコード220を矢印の方向に走行させるとバーコードに応じた信号が得られる。検出器504により検出されたアナログ出力信号は検出器504に接続された図示しないA/Dコンバータによってディジタル出力信号に変換され、この結果、バーコード情報が読み取られる。
【0039】
不可視バーコード220により、非接触ICカード202の管理が容易となる。かかる管理は、例えば、印刷又は打ち抜き、発行、顧客への送付されているカード202の管理、カード202中の不良と使用停止、再発行の管理、カード202が磁気カードやICカードである場合の磁気エンコード又はICエンコード時の印刷内容の照合管理などを含む。また、不可視バーコード220はバーコードの存在が外部から判別できないために、下地模様211の美観を損なわない。また、バーコードの存在が目視できないためにバーコード情報が容易に外部に漏洩せずカード202のセキュリティ性を向上させる。
【0040】
次に、図9を参照して、カード202の例示的な構造について説明する。非接触ICカード202は、基材230と、印刷層232及び234、及び、保護層236及び238を有する。基材230は、例えば、塩化ビニルシート、プラスチック、ポリエステルシートから構成される。基材230上は、図示しないディスプレイやキーボードなどを更に有して更なる多機能化を達成してもよい。基材230は、コイルオンICチップ250を備えている。その場合、ICチップ250は不可視バーコード220に関する情報を格納することができる。
【0041】
印刷層232は、図8に示す構成要素211乃至220を有している。選択的に、下地模様211とその他の構成要素212乃至220が別個の印刷層として形成されてもよい。従って、印刷層232は、ID情報と不可視バーコード220とが同一の印刷層に形成されている。従来は、ID情報と不可視バーコード220とが別個の印刷層に形成されていたために、上層を剥離することによって、例えば、顔写真212を含む印刷層をすり替える恐れがあった。しかし、本発明の印刷層232はかかる問題を解決してカード202のセキュリティを向上している。
【0042】
印刷層234は選択的に設けられるが、例えば、磁気ストライプなどとして基材230の裏面に印刷される。磁気ストライプには不可視バーコード220に関する情報を格納することができる。ここに、「不可視バーコード220に関する情報」は、バーコード情報(例えば、IDコードなど)と、バーコードに対応する情報(例えば、住所、氏名、年齢、生年月日、身体的特徴など)とを含む概念である。
【0043】
印刷層232及び234は、トナー、インクその他の現像剤によって形成される。トナーは磁性、非磁性を問わず、一成分、(キャリアを含む)二成分を問わない。インクは、溶媒、着色剤、酸化物、バインダ、湿潤剤、これと共に、若しくは、これに代えて別の成分を含むことができる。ID情報印刷用のインクと不可視バーコード220印刷用のインクは、着色剤の有無やその他の組成の点で異なる。保護層236及び238は、例えば、塩化ビニルオーバーフィルムやポリエステルオーバーフィルムなどが使用される。
【0044】
図12を参照して、コイルオンICチップ250について説明する。なお、図8において、コイルオンICチップ250は、上下面から等位置にあり、右側面から15mmの位置にある。コイルオンICチップ250は、図12に示すように、支持体となる基材251と、基材251上に取り付けられた半導体チップであるICモジュール260と、ICモジュール260の表面にメッキにより形成されたオンチップコイル252とを有する。ICモジュール260とオンチップコイル252とは端子254により電気的に接続されている。ここで、図12はコイルオンICチップ250の概略透視平面図である。
【0045】
概念的には、コイルオンICチップ250は、図13に示すように、アンテナコイル252とICモジュール260とを有する。ここで、図13はコイルオンICチップ250の構成を示す概略ブロック図である。コイル252は、リーダライタ100と無線交信することができる。
【0046】
共振用コンデンサ256は静電容量Cを有し、コイルパターン252のインダクタンスLと協同して、送受信用電波のキャリア周波数fcに共振する共振回路を形成するのに使用される。共振周波数frはfr=(1/2π)(LC)-1/2となるから、これをキャリア周波数fcに一致させればコイル252及びコンデンサ256に大きな共振電流を流すことができ、かかる共振電流をICモジュール260に供給することができる。コンデンサ256は、ICモジュール260に対して同一平面に(即ち、単層的に)形成されてもよいし、多層的に形成されてもよい。例えば、図24に示すように、コイルオンICチップ250の通信距離を延長するためのコイル253とコンデンサ256を端子254に接続してもよい。ここで、図24は、コイル253を有する図12に示すコイルオンICチップ250の概略平面図である。
【0047】
図14はICモジュール260各部のより詳細なブロック図である。ICモジュール260は、電源回路262と、リセット信号発生回路263と、送受信回路264(即ち、264a乃至264d)と、ロジック制御回路266と、タイミング回路(TIM)267と、メモリ268とを有している。ICモジュール260は、コイル252を介してリーダライタ100と交信することができる。
【0048】
電源回路(PS)262にはリセット信号発生回路263が接続されており、リセット信号発生回路263はロジック制御回路266のリセット端子(RST)に接続されている。ICモジュール260は、リーダライタ100から受信した電波W(キャリア周波数fc)から電磁誘導によって通信系の動作電圧Vcc(例えば、5V)をロジック制御回路266に供給している。動作電力Vccが生成されるとリセット信号発生回路263はロジック制御回路266をリセットして新規な動作の準備をする。
【0049】
送受信回路264は、検波器(DET)264a、変調器(MOD)264b、復調器(DEM)264c及び符号器(ENC)264dを含んでいる。復調器264cと符号器264dは、それぞれロジック制御回路266のデータ端子DI及びDOに接続されている。必要があれば復調器264cの後段に独立の部材としてD/A変換器等からなる復号器が配置されてもよい。かかる復号器は符号器264dと共に一のコーデック回路を形成してもよい。タイミング回路267は各種タイミング信号を生成するのに使用され、ロジック制御回路266のクロック端子(CLK)に接続されている。
【0050】
送受信回路264の受信部は、検波器264aと復調器264cとにより構成されている。受信した電波Wは検波器264aによって検波されて復調器264cが検波信号からデータを得るために基底帯域信号を復元する。復元された基底帯域信号(必要があればその後復号された信号)はデータ信号DIとしてロジック制御回路266に送られる。
【0051】
送受信回路264の送信部は、変調器264bと符号器264dとにより構成されている。変調器264bや符号器264dには当業界で周知のいかなる構成をも使用することができる。データを送信するために搬送波を送信データに応じて変化させてコイル252に送信する。変調方式には、例えば、キャリア(搬送)周波数の振幅を変えるASK、位相を変えるPSKなどを使用することができるが、負荷変調を使用することもできる。負荷変調とは、媒体電力(負荷)をサブキャリア(副搬送波)に従って変調する方式をいう。符号器264dは、送信されるべきデータDOを所定の符号(例えば、マンチェスター符号化やPSK符号化など)で符号化(ビットエンコーディング)した後にコイル252に送信する。
【0052】
送受信回路264はロジック制御回路266によって制御されて、タイミング回路267によって生成されるタイミング信号(クロック)に同期して動作する。ロジック制御回路266はCPUにより実現することができる。メモリ268はデータを保存するROM、RAM、EEPROM及び/又はFRAM等から構成され、例えば、図23に示す構造を有することができる。ここで、図23は、メモリ268の構成例を示すブロック図である。ロジック制御回路266はリーダライタ100とかかるデータに基づいて交信したり、所定の処理を行ったりすることができる。例えば、メモリ268は、ID情報や所定額の電子マネーなどの価値や取引記録その他を格納することができ、ロジック制御回路266は所定の取引(例えば、切符の購入や電子マネーの入金など)によりかかる価値を増減等することができる。なお、これらの構成要素の構成や動作は当業者には容易に理解できるため詳しい説明は省略する。
【0053】
非接触ICタグ204は、直径30mm、厚さ1.5mmを有しており、中心にコイルオンICチップ250を有している。従って、図15に示すコイルオンICチップ250の周囲からの距離は、図8に示すコイルオンICチップ250の右側面からの距離と同様に、15mmである。従って、図8及び図15に示す非接触情報媒体200が収納部40及び50に挿入されると、コイルオンICチップ250はほぼ重なる。リーダライタ100の通信部110は、これらのコイルオンICチップ250と交信することができる位置に設けられている。ここで、図15は、非接触ICタグ204の平面図である。
【0054】
図15に示すコイルオンICチップ250はアンテナ252を小型化にしているので、従来の非接触カードのようにコイル形状によりカードやタグの大きさが規制されることはなく、非接触ICタグ204の基材270の形状を小型化することができる。従って、基材270は、楕円、菱形、ハート型等所望の形状を有することができ、本実施例のように円(筒)形に限定されない。また、電子機器の拡張装置としてリーダライタ100が使用される場合には、非接触ICタグ204の形状は一般には限定されない。ノート型パソコン300の拡張ユニットとして、コイルオンICチップ250のメモリ262は、例えば、広告宣伝用に、企業のホームページアドレス、ソフトウェアプログラム、ゲームや所定の処理の途中及び/又は最終結果を格納するこができる。
【0055】
非接触情報媒体200は複数のコイルオンICチップ250を有してもよい。例えば、図21及び図22に示すように、非接触ICカード202は、複数のコイルオンICチップ250を有する非接触ICカード202a及び202bに置換されることができる。ここで、図21は非接触ICカード202の変形例を示す概略平面図である。図22は非接触ICカード202の別の変形例を示す概略平面図である。非接触ICカード202a及び202bに含まれるコイルオンICチップ250はそれぞれ通信距離が短いためにクロストークなどの心配はほとんどない。
【0056】
非接触ICカード202aは、2つのコイルオンICチップ250を有しており、それぞれのメモリ268に異なる情報を格納することができる。例えば、電子マネー情報を上側のコイルオンICチップ250に格納し、クレジット情報を下側のコイルオンICチップ250に格納するなどである。この場合、A又はB方向にカード202aを収納部50に収納することによって通信部110は所望のコイルオンICチップ250と交信することができる。一方、非接触ICカード202bにおいて所望のコイルオンICチップ250と交信するためには、例えば、通信部110を可動に構成すればよい。なお、同様の変形が非接触ICタグ204についても当てはまることはいうまでもない。
【0057】
以下、リーダライタ100の動作について説明する。例えば、非接触情報媒体200がID情報(パスワード)をそのメモリ268に格納している場合には、リーダライタ100は、会社、研究所、大学などのコンピュータデータベースへのアクセス管理装置として使用することができる。
【0058】
この場合、まず、ユーザーはリーダライタ100に自己の非接触情報媒体200を挿入する。これに応答して、リーダライタ100は、キャリア周波数fcで電波Wを送出して非接触情報媒体200にID番号を返答することを促す。かかる電波Wは、好ましくはかかるキャリア周波数fcに共振するコイル252(及び選択的にコイル253)により受信される。その結果、コイル252には誘導電流が生じ、かかる誘導電流はIC260に供給される。誘導電流は交流であるために、IC260は電源回路262直流に変換し、各部の動作用定電圧を得る。
【0059】
一方、制御部266は、コイル252と図示しない復調回路を経て受信された信号(誘導電流)に応答して、メモリ268からID情報(パスワードなど)を読み出してコイル252から送出するように各部を動作させる。この結果、ID情報がメモリ268から読み出され、送受信回路264及びコイル252を経て外部に送出する。コイル252からのこのID情報は、コイル252に電磁結合されたリーダライタ100のアンテナ部140に伝達される。アンテナ部140は受信したID情報を制御インターフェース部120に送出して、制御インターフェース120はこれに接続されたコンピュータ300又はホストコンピュータなどにその正当性のチェックを依頼する。
【0060】
選択的に、リーダライタ100は、ユーザーにパスワードの入力や指紋、声紋、アイリス情報を供給するように促してもよい。これにより、ユーザーが非接触情報媒体200の正当の所有者であるかどうかを同時にチェックすることができる。この場合は、リーダライタ100は、図示しない指紋リーダなどを利用することになる。その後、ID情報が正しいことが確認されれば、ユーザーはノート型パソコン300又はそれに接続されたホストコンピュータのデータベースにアクセスすることができる。ID情報が間違っていればユーザーによるアクセスは拒否される。
【0061】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、本実施例の非接触情報媒体200は、通信距離が短い密着型の非接触情報媒体を使用しているが、本発明は広く一般の非接触情報媒体に適用することができる。また、各図において、情報入出力装置100の通信部110のアンテナ部142を非接触情報媒体200に含まれるアンテナより大きく構成することによって、情報入出力装置100と非接触情報媒体200との位置決め誤差を吸収することができる。
【0062】
【発明の効果】
本発明の例示的一態様としての情報入出力装置によれば、密着型の非接触情報媒体と確実に交信することができ、データ通信の信頼性を向上することができる。また、本発明の例示的一態様としての非接触情報媒体は、異なる種類のデータを格納して多機能化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の例示的一態様としての情報入出力装置、非接触情報媒体及び電子機器からなる通信システムを示す概観斜視図である。
【図2】 図1に示す情報入出力装置の正面図である。
【図3】 図1に示す情報入出力装置の側面図である。
【図4】 図1に示す情報入出力装置の断面図である。
【図5】 図4に示す情報入出力装置の裏カバーの裏面図である。
【図6】 図4に示す情報入出力装置の通信部の構成を示す概略ブロック図である。
【図7】 図6に示す通信部のより具体的な構成を示すブロック図である。
【図8】 図1に示す非接触情報媒体の一例である非接触ICカードの概略平面図である。
【図9】 図8に示す非接触ICカードの拡大断面図である。
【図10】 図8に示す非接触ICカードの不可視バーコードの読み取り原理を説明するための概略斜視図である。
【図11】 読み取られた不可視バーコードの信号の一例を示すチャートである。
【図12】 図1に示す非接触情報媒体に使用されるコイルオンICチップの概略透視平面図である。
【図13】 図12に示すコイルオンICチップの概念的構成を示すブロック図である。
【図14】 図13に示すコイルオンICチップのICモジュール各部のより詳細なブロック図である。
【図15】 図1に示す非接触情報媒体の一例である非接触ICタグの概略平面図である。
【図16】 図1に示す情報入出力装置の収納部に非接触情報媒体を収納した状態を示す概略断面図である。
【図17】 図16に示す情報入出力装置の変形例の概略断面図である。
【図18】 図2に示す情報入出力装置の収納部の変形例を示す概略透視平面図である。
【図19】 図2に示す情報入出力装置の収納部の変形例を示す概略透視平面図である。
【図20】 図19に示す収納部の概略断面図である。
【図21】 図1に示す非接触情報媒体の一例である非接触ICカードの変形例を示す概略平面図である。
【図22】 図1に示す非接触情報媒体の一例である非接触ICカードの別の変形例を示す概略平面図である。
【図23】 図14に示すICモジュールのメモリの構成例を示すブロック図である。
【図24】 図12に示すコイルオンICチップ変形例の概略平面図である。
【符号の説明】
40 収納部
44 凹凸面
47 切り欠き部
50 収納部
62 通信動作/動作エラーランプ
64 電源ランプ
70 ポップアップ機構
72 スイッチ
98 コード
100 情報入出力装置(リーダライタ)
142 アンテナ部
200 非接触情報媒体
202 非接触ICカード
204 非接触ICタグ
250 コイルオンICチップ
252 アンテナ部
260 ICモジュール
270 基材
300 電子機器(ノート型パソコン)

Claims (2)

  1. 本体に、非接触情報媒体と情報交換をするためのアンテナ部を有し、
    各々内部の所定位置に通信用アンテナを内蔵した2種類の挿入方向の長さが異なる第1の非接触情報媒体及び第2の非接触情報媒体との情報交換をすることができる情報入出力装置であって、
    前記非接触情報媒体が装置に挿入された状態において、
    前記アンテナ部が前記第1の非接触情報媒体における通信用アンテナの内蔵位置に対向するように、前記第1の非接触情報媒体の外周部の少なくとも一部と係合し、前記第1の非接触情報媒体の挿入方向の位置を規制する第1の位置規制手段と、
    前記アンテナ部が前記第2の非接触情報媒体における通信用アンテナの内蔵位置に対向するように、前記第2の非接触情報媒体の外周部の少なくとも一部と係合し、前記第2の非接触情報媒体の挿入方向の位置を規制する第2の位置規制手段と、を設けたことを特徴とする情報入出力装置。
  2. 前記第1及び第2の非接触情報媒体は、カード形状およびトークン形状であることを特徴とする請求項1記載の情報入力装置。
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